Il Texas fornisce un modello per la necessaria revisione della catena di approvvigionamento

Emily Pickrell, UH Energy ScholarH

I chip semiconduttori stanno diventando sempre più piccoli, ma la crisi dietro la fornitura di un numero sufficiente di essi è stata abbastanza grande da sollevare interrogativi sul futuro greening dell'America. 

I chip svolgono un ruolo chiave in tutto, dai computer agli smartphone, ma sono anche fondamentali nella tecnologia che dovrebbe sostituire il know-how sui combustibili fossili, in particolare i veicoli elettrici e gli impianti solari ed eolici.

Mentre le catene di approvvigionamento globali hanno ringhiato, spinte dai problemi in Cina e dalla pandemia di Covid, ha sottolineato l'inadeguatezza della nostra catena di approvvigionamento nazionale. Uno dei maggiori fattori limitanti nella produzione dei nostri chip, invece?

I materiali di terre rare richiesti.

Gli elementi delle terre rare sono nomi appena fuori dalla classifica della chimica delle scuole superiori: numeri atomici da 57 a 71 (i lantanidi), più scandio e ittrio.

Questi elementi hanno proprietà conduttive o magnetiche ideali per diversi prodotti high-tech, compresi i semiconduttori.

Negli ultimi anni, gli Stati Uniti hanno importato la maggior parte delle loro terre rare, o REE, con l'80% proveniente dalla Cina. La maggior parte della produzione di chip per microprocessori era stata in gran parte trasferita in località più economiche all'estero, in particolare in Asia. I REE non sono scarsi in tutto il mondo, ma sono difficili da estrarre. Questo perché i loro minerali si ossidano rapidamente. La difficoltà nell'estrazione mineraria significa anche che queste miniere causano spesso un ampio inquinamento dell'acqua e del suolo.

Avanziamo rapidamente fino al 2020 e un'impennata nella domanda di computer e microchip, causata da interruzioni della fornitura e da un forte aumento degli uffici domestici, ha infastidito la catena di approvvigionamento dei semiconduttori.

La maggiore informatizzazione di tutti i nuovi veicoli ha reso il settore automobilistico vulnerabile a questi problemi della catena di approvvigionamento. La carenza ha devastato l'industria automobilistica lo scorso anno: Ford, Jaguar Land Rover, Volkswagen, General Motors, Nissan, Daimler, BMW e Renault hanno chiuso gli stabilimenti o ridotto la produzione, citando l'indisponibilità dei chip.

E la carenza potrebbe facilmente peggiorare. L'amministrazione Biden ha fissato un obiettivo di quota di vendita di veicoli elettrici del 50% entro il 2030. I veicoli elettrici, sia ibridi che a batteria, richiedono REE per i motori elettrici necessari in questi veicoli. Il raggiungimento di questi obiettivi di vendita di veicoli elettrici richiederà probabilmente una forte catena di fornitura domestica di REE, soprattutto se il paese intende beneficiare economicamente di tutti i suoi investimenti verdi. 

Tuttavia, l'abbondanza di terre rare in luoghi come Vietnam, Russia, Australia e Brasile non significa che gli Stati Uniti non abbiano risorse sufficienti, tutt'altro. Texas, California, Minnesota, Wyoming e Alaska hanno tutte forniture significative di minerali di terre rare.

Anche prima di questa acuta crisi, sia l'amministrazione Trump che quella Biden hanno costruito le loro campagne sulla promessa di rilanciare la produzione nazionale e si sono concentrate sulla necessità di costruire queste catene di approvvigionamento.

L'ordine esecutivo del presidente Trump del 2020 che ha dichiarato un'emergenza nazionale nel settore minerario prevedeva una spesa del governo fino a 1.75 miliardi di dollari per elementi di terre rare in munizioni e missili e 350 milioni di dollari per la microelettronica.

L'amministrazione Biden ha costruito su questo sviluppo della catena di approvvigionamento, incoraggiando la produzione di minerali critici di terre rare nella legislazione sulle infrastrutture.

Un'altra domanda è se e quanto velocemente gli Stati Uniti possano farlo per soddisfare il previsto picco della domanda.

Secondo Michelle Michot Foss, ricercatrice in Energia, Minerali e Materiali presso il Baker Institute della Rice University, da dieci a 15 anni è una stima più ragionevole del tempo necessario affinché i tradizionali progetti minerari e metallurgici diventino operativi. Foss ha testimoniato l'anno scorso davanti al Congresso sulle considerazioni sulla catena di approvvigionamento per la decarbonizzazione dei trasporti.

"Per l'estrazione sotterranea, che è molto più costosa, chissà quanto tempo ci vorrà", ha detto Foss. “Ci sono progetti in vari luoghi, inclusi Stati Uniti e Canada, che devono ancora vedere la luce, con 15-20 anni di sforzi. Nichel, platino/palladio, terre rare: è davvero dura”. 

Nel frattempo, il Texas sta cercando di fare un esempio di se stesso, mostrando come potrebbe funzionare lo sviluppo di una catena di approvvigionamento di terre rare.

I suoi funzionari statali si sono mobilitati per sostenere l'idea di sviluppare una tale catena di approvvigionamento come una priorità, sia per il governo che per gli attori privati.

"Questa è una questione di crescente interesse in Texas, che guida la nazione nella produzione di energia", ha affermato Glenn Hamer, CEO della Texas Association of Business. "Parte del preservare tale indipendenza significa garantire di avere le giuste catene di approvvigionamento in atto, a livello nazionale o attraverso i nostri amici a livello internazionale".

Lo stato ha tracciato piani specifici per sviluppare in modo aggressivo i suoi depositi di terre rare, in un rapporto del novembre 2021. 

E lo stato ha gli attributi per mettere in atto il piano. Regolamentazioni relativamente favorevoli all'estrazione mineraria, buone infrastrutture e incentivi fiscali hanno già contribuito a incoraggiare aziende come USA Rare Earth ad aprire un negozio. USA Rare Earth prevede di iniziare l'estrazione di alcune terre rare su 950 acri di proprietà statale nella Sierra Blanca nel Texas occidentale entro il 2023. La società prevede di lavorare le terre rare in loco e prevede che la miniera produca 16 o 17 elementi di terre rare. (Attualmente, esiste solo un'altra miniera domestica a San Bernardino, in California.)

Il Texas sta anche cercando di creare i siti di lavorazione delle terre rare necessari, un segmento dell'industria mineraria attualmente dominata dalla Cina. Una di queste società con sede in Texas, Blue Line, ha ricevuto finanziamenti federali per una struttura per separare le terre rare a Hondo, in Texas. I minerali delle terre rare proverranno dal suo partner australiano Lynas Rare Earths Ltd.

Lo stato di Lone Star ospita anche una delle prime strutture a riciclare gli elementi delle terre rare dai rifiuti elettronici, la Urban Mining Co con sede a San Marcos. L'azienda ha un contratto con il Dipartimento della Difesa per un piccolo programma pilota che cerca di raccogliere terre rare utilizzabili elementi.

Il Texas spera di fare bene facendo del bene. Ritiene che attirerà più aziende con linee di produzione che richiedono queste proprietà delle terre rare, per creare più posti di lavoro e far crescere la sua economia.

Alcune di queste cose sembrano già accadere.

Samsung ha annunciato i suoi piani per investire 17 miliardi di dollari nella fabbrica di chip del Texas questo novembre, citando l'infrastruttura come uno dei motivi della posizione. Tesla ha ufficializzato i suoi piani per spostare la sua sede in Texas a ottobre. Sta pianificando un investimento di 1 miliardo di dollari, poiché continua ad espandere la produzione di veicoli elettrici nello stato.

Ovviamente, questa nascente catena di approvvigionamento texano non è abbastanza per soddisfare la crescente domanda statunitense di chip e REE di cui hanno bisogno. Tuttavia, è un segnale incoraggiante che potremmo svegliarci dall'illusione che la delocalizzazione dei processi di produzione chiave non abbia conseguenze.

"È un progresso traballante, ma almeno è diretto da qualche parte", ha affermato Margaret Kidd, direttrice del programma di Supply Chain and Logistics Technology presso l'Università di Houston. "Il Texas non risolverà i problemi della catena di approvvigionamento di chip del nostro intero paese, ma è un passo positivo".

Con le stime che ci vorranno 25 volte la nostra attuale fornitura di terre rare per raggiungere l'economia verde di Biden del 2050, non può arrivare troppo presto.

Emily Pickrel è un giornalista veterano nel campo dell'energia, con oltre 12 anni di esperienza in tutto, dai giacimenti petroliferi alla politica sulle acque industriali fino alle ultime leggi messicane sul cambiamento climatico. Emily ha riferito di problemi energetici negli Stati Uniti, in Messico e nel Regno Unito. Prima del giornalismo, Emily ha lavorato come analista delle politiche per il Government Accountability Office degli Stati Uniti e come revisore dei conti per l'organizzazione umanitaria internazionale CARE. 

UH Energy è l'hub dell'Università di Houston per l'educazione energetica, la ricerca e l'incubazione tecnologica, lavorando per plasmare il futuro dell'energia e forgiare nuovi approcci commerciali nel settore energetico.